第九章 空气调节+

第九章空气调节第一节概述空气调节（AirConditioning），简称空调，空气调节(简称空调)是指保持建筑内部空间的空气温度、相对湿度、气流速度和洁净度(室内空气含尘粒的多少)在一定限值内，而不论外界和内部条件如何变化，它是创造人工室内气候环境的重要措施。为了保持一定的室内环境参数，空调采用各种技术手段如加热或冷却、加湿或除湿、过滤净化、空气输送与分布和自动控制等，将一定量的空气(包括部分室外空气，称之为新风)处理到适宜状态，然后送入空调房间，在室内循环后再回到空调机房或排出室外。

控制范围：特定的空间（室内）控制对象：室内空气控制手段：加热、加湿、降温、降湿、过滤、通风、减振、噪音控制等１、舒适性空调目的：为人服务，使人感到舒适、满意，范围：住宅、办公楼、商店、旅馆、餐馆（茶室、酒吧）、医院、客用火车、汽车、飞机等等特点：控制精度不高２、工艺性空调

目的：为生产、科研等特定对象服务范围：车间、特定用途的空间（货用的运输工具、核研究和实验、军事等）特点：控制精度一般比较高，严格按照工艺要求空气的组成和状态参数在自然界中的空气，都是含有水蒸气的空气，称为湿空气。1．湿度空气中水蒸气的含量称为湿度。（1）绝对湿度

g/m3或kg/m3（2）含湿量

g/kg或kg/kg（3）饱和绝对湿度反映出在一定的温度下，单位容积（1m3）的湿空气所能容纳的水蒸气含量的最大值。温度上升时，饱和绝对湿度增加。（4）相对湿度空气的绝对湿度与同温度下饱和空气的绝对湿度之比称为相对湿度，以φ表示。表明了空气中水蒸气的含量接近于饱和状态的程度，即表示了空气的干湿程度。φ值越小，表明空气越干燥，吸收水分的能力越强；φ值越大，表明空气越潮湿，吸收水分的能力越弱。空气的焓值空气的焓值是指空气含有的总热量在空气调节技术中，常用比焓的变化，来判断空气得失热量的变化。一般规定干空气的焓值以0为基准点(计算的起点)，即0℃时1kg干空气的焓值为0。9第二节空调负荷计算与送风量一、空调负荷计算（一）、空调室内空气计算参数

室内空气计算参数包括：室内温度基数及其允许波动范围、室内空气的流速、洁净度、噪声、压力以及振动等。舒适性空气调节室内计算参数应符合下表规定。

工艺性空调室内空气计算参数可参考《空气调节设计手册》（第二版）。10温11（二）、空调室外空气计算参数

按我国现行《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）中的规定执行，以此来作为空调室外空气计算参数。12（三）、空调负荷

空调房间的冷（热）、湿负荷计算是确定空调系统送风量和空调设备容量的基本依据。1、空调系统冷负荷

为保持空调房间恒定的空气温度，在某一时刻必须由空调系统从室内除去的热流量称为房间冷负荷。

空调房间的夏季冷负荷，应根据各项得热量的种类和性质以及空调房间的蓄热特性分别进行计算，包括:13*通过围护结构传入室内的热量；*通过外窗进入的太阳辐射热量；*人体的散热量；*照明散热量；*设备、器具、管道及其它内部热源的热量；*食品或物料的散热量；*渗透空气带入室内的热量；*伴随各种散湿过程产生的潜热量。14

空调房间的夏季冷负荷，应按上述各项逐时冷负荷的综合最大值确定。

空气调节系统的冷负荷是由空气调节系统的冷却设备所除去的热流量。它应根据房间的同时使用情况、空调系统的类型及调节方式，按各空调房间逐时冷负荷的综合最大值确定，并应计入新风冷负荷以及通风机、风管、冷水管和水箱温升、送风管漏风等引起的附加冷负荷。152、空气调节房间的热负荷

空气调节房间热负荷的计算在原理上与采暖热负荷计算是相同的，按稳定传热计算法，将耗热量作为房间的热负荷，室外设计计算温度按冬季空调计算温度。由于空调建筑通常保持室内是正压，所以一般情况下，可以不计冷风渗透引起的热负荷。3、空气调节房间的湿负荷

为连续保持空调房间所要求的空气参数而必须要除去或加入的湿流量，称为空气调节房间的湿负荷。164、空调冷负荷估算

空气调节冷（热）、湿负荷应根据上述各项的不同情况，逐时逐项的进行详细计算。在方案设计阶段，建筑师为预留机房面积时，可使用冷负荷指标进行估算即可。

空调冷负荷估算的方法很多，以下是可供套用的民用建筑工程冷负荷指标：1718二、空调房间送风量与新风量

空调系统送风量是确定空气处理设备大小、选择输送设备和气流组织计算的主要依据。

空调系统的送风量一般先确定夏季的送风量，在冬季可以采取与夏季相同的送风量，也可小于夏季的送风量，但必须满足最小换气次数的要求，送风温度不宜大于45℃。

空调房间送风量应能消除室内最大余热，按夏季最大室内冷负荷计算确定。送风量包括回风量和新风量，新风量占总风量的比例必须根据房间的具体要求，本着保证空调房间的空气质量、节能原则，综合考虑确定新风量。19第三节空气调节系统一、空气调节系统的组成

空气处理部分包括空气过滤器、冷却器（喷水室）、加热器等各种热湿处理设备，作用是将送风进行处理达到设计要求的送风状态。

空气输送部分包括风机、风道、风量调节装置等，作用是将处理后的空气输送到空调房间。

空气分配部分包括各种类型风口，作用是合理地组织室内气流，使气流均匀分布。

冷热源部分的作用是提供冷却器（喷水室）、加热器等设备所需的冷媒水和热水（蒸汽）。

冷热媒输送部分包括泵和管道，作用将冷热媒输送到空气处理设备。二、空气调节系统的分类工程上应根据建筑物的用途、性质、冷热负荷与湿负荷的特点、温湿度调节及控制的要求、空调机房的面积及位置、初投资和运行费用等多方面因素，选定适宜的空调系统。22（一）按承担室内热负荷、冷负荷

和湿负荷的介质分类全空气系统全水系统空气—

水系统冷剂系统全空气定风量单风道系统：适用于需要恒温、恒湿、无尘、无噪声等高级环境的场合（手术室、电视台、播音室等）。也可用于空调房间大或人员多，且各房间温湿度参数、洁净度要求、使用时间等基本一致的场所（商场、影剧院、展览厅等建筑）。全空气定风量双风道系统：可用于需要对空调区域内的单个房间进行温湿度控制，或由于建筑物的形状（或用途）等原因，使其冷热负荷分布复杂的场所。此系统的设备费和运行费高，耗能大，一般不宜采用。全空气变风量系统：用于空调区域内的各房间需要分别调节室温，但对温、湿度控制精度不高的场所（高档写字楼、用途多变的建筑物）。通过调节送风量，使室内参数达到要求的全空气空调系统。尤其适用于全年都需要供冷的大型建筑物的内区。全空气变风量系统2930全空气系统313233二、按空气处理设备的设置情况分类集中式空调系统半集中式空调系统分散式空调系统个别独立型构成系统型集中式空调系统设备集中布置，便于管理和控制，处理空气量大，但机房占地面积较大。封闭式直流式混合式封闭式直流式混合式根据集中式空调系统处理空气来源分类，可分封闭式系统、直流式系统和混合式系统。

封闭式直流式混合式1.集中式空调系统

一次回风系统

工作原理一次回风系统属于典型的集中式空调系统，也属于典型的全空气系统。该系统是由室外新风与室内回风进行混合，混合后的空气经过处理后，经风道输送到空调房间。这种空调系统的空气处理设备集中放置在空调机房内，房间内的空调负荷全部由输送到室内的空气负担。空气处理设备处理的空气一部分来自于室外(这部分空气称为新风)，另一部分来自于室内(这部分空气称为回风)，所谓一次回风是指回风和新风在空气处理设备中只混合一次。36一次回风系统2.半集中式空调系统

占建筑空间少，各空调房间可根据需要独立调节室温，房间无人时，可单独关闭室内机组的风机，节省运行费用，但布置分散，维护管理不便，水系统复杂。（1）风机盘管机组的种类及工作过程

风机盘管一般分为立式和卧式两种。风机盘管机组主要由风机、盘管及空气过滤器、电动机、控制器等组成。风机盘管就是借助风机的作用，使室内空气通过盘管而被冷却或加热，在室内不断地循环，以保持空调房间要求的状态。（2）风机盘管新风供给方式1）室外新风靠房间的缝隙自然渗入（室内机械排风）补充新风，机组处理的空气基本上是再循环空气，这种方式投资和运行费用低，但室内卫生条件差，因受无组织渗透风影响，室内温度场不均匀，这种系统适用于室内人少的场合。2）墙洞引入新风直接进入机组，新风口可调节进风量，这种方式能保证室内新风量的要求，但新风负荷的变化会影响室内状态，这种系统适用于室内参数要求不高的建筑物。3）c所示为由独立的新风系统提供新风，新风可经过新风机组处理到一定的状态后，由送风风道直接送入空调房间，也可送入风机盘管机组如图d所示，这种独立新风系统提高了空调系统的调节和运转的灵活性，目前应用广泛。（1）种类

按容量大小分：分为窗式和立柜式。按供热方式分：分为冷风型、电热型和热泵型。根据冷凝器的冷却方式分：分为风冷式和水冷式按机组的整体性分：分为整体式和分体式。3.分散式空调系统

不需要集中的空调机房，可以根据需要布置在空调房间或邻室。当建筑物中只有少数房间需要空调或空调房间较分散时，宜采用分散式空调系统。（2）型号表示方法

444546半集中式空调系统4748分体式房间空调器49窗式空调机50三、按空调系统处理的空气来源分类封闭式空调系统直流式空调系统混合式空调系统一次回风二次回风5152四、按系统的用途不同分类1、舒适性空调为满足人的舒适性需要而设置的空调系统。（写字楼、银行、医院、宾馆、饭店、学校、住宅、体育馆和影剧院等建筑的空调系统）2、工艺性空调为满足生产工艺过程对空气参数的要求而设置的空调系统。（半导体、制药、食品工厂及生物实验室、手术室等建筑的空调系统）五、其他空调系统（1）户式中央空调

1）风管式系统：其室外机是靠空气进行热交换，室内机产生空调冷热水，由管道系统输送到空调房间的末端装置，在末端装置中的冷热水与空调房间空气进行热交换，产生冷热风，实现夏季供冷和冬季供暖。风管式系统初投资较小，新风系统使得空气质量提高，人体舒适度提高。2）冷（热）水系统：该系统通过室外主机产生出空调冷/热水，由管路系统输送至室内的各末端装置，在末端装置处冷/热水与室内空气进行热量交换,产生冷/热风，从而消除房间空调负荷。它是一种集中产生冷/热量，分散处理个房间负荷的空调系统形式。冷/热水机组的末端装置通常为风机盘管。水系统布置灵活，独立调节性好，能满足复杂房型分散使用、各个房间独立运行的需要，且管道系统便于装饰协调。3）多联型系统：是一种制冷剂系统，该系统由制冷剂管路连接的室外机和室内机组成，室外机主要由室外侧换热器、压缩机和其他附件组成，一台室外机通过管路可向多个室内机输送制冷剂，通过压缩机的变频技术和电子膨胀阀等技术，来实现对各房间的独立调节，节能性能非常好。但多联型系统的制冷剂管路较长，施工要求高。（2）分层空调利用合理的气流组织仅对下部空间进行空调，对上部大空间不予空调或夏季采用上部通风排热，这种空调方式称为分层空调。分层空调与全室空调相比，减少空调的初投资和运行费用，节能效果显著。（3）蓄冷空调蓄冷模式有全负荷蓄冷与部分负荷蓄冷两种。全负荷蓄冷是在非空调使用时间储存足够的冷量，空调使用时段内制冷机停止工作，空调冷负荷全部由冰蓄冷系统供给。全负荷蓄冷运行费用低，但设备投资并未减小。部分蓄冷是利用非空调时间运转制冷机制冷蓄冰，当空调用冷高峰时，将储存的冷量释放，同时，制冷机仍然工作，两者共同负担空调冷负荷。与传统空调和全负荷蓄冷相比，制冷机容量小，投资降低。（4）水源热泵

在制热时以水为热源，在制冷时以水为排热源。在易于获得温度较为稳定的大量水的地方，如地下水及江河湖海的地表水在一年内温度变化较小，都可作为热源。用水作为热源传热性能好，但水系统复杂，需设水泵使运行费用增高。（5）辐射板空调

辐射板一般是以水作为冷媒传递热量，冷媒通过特殊结构的系统末端装置——辐射板，将能量传递到其表面，并通过对流和辐射方式直接与室内空气进行换热，简化了能量从冷源至室内空气之间的传递过程，减少冷源冷量的损失。第四节空调房间气流组织形式1.送风口和回风口的形式（1）送风口形式

孔板送风口

喷射式送风口

旋流送风口

（2）回风口形式

回风口对室内气流组织的影响较小，因而构造简单，常用的回风口有矩形网式、百叶风口、条缝风口等。2.气流组织形式（1）上送下回方式

侧送侧回

散流器送风

孔板送风单侧上送上回异侧上送上回送吸式散流器（2）上送上回方式

（3）中送风方式

地面下送风置换式送风风机盘管下送风（4）下送风方式

空气处理设备：对空气进行各种热、湿和净化等处理的装置统称为空气处理设备。

喷水室又称“淋水室”，在喷水室中直接向流过的空气喷淋大量不同温度的雾状水滴，当被处理的空气与之相接触时，两者产生热、湿交换的过程，使被处理的空气达到所要求的温度、湿度。（一）、喷水室第五节空气处理

喷水处理法可用于任何空调系统，特别适宜用在有条件利用地下水或山涧水等天然冷源的场合。此外，当空调房间的生产工艺要求严格控制空气的相对湿度（如化纤厂）或要求空气具有较高的相对湿度（如纺织厂）时，用喷水室处理空气的优点尤为突出。缺点：耗水量大，机房占地面积较大，水系统比较复杂，耗电较多。优点：能够实现多种空气处理过程，冬、夏季可共用一套空气处理设备，具有一定的净化空气能力，金属用量小，易加